(57)【要約】【課題】面発光レーザの活性層のＰＬピーク波長を精密に測定し制御することが可能な面発光レーザの製造方法を提供することである。【解決手段】本発明の面発光レーザの製造方法は以下の工程を有する。基板１上に、多層膜反射鏡１１と、当該多層膜反射鏡１１上に積層された、（２ｎ＋１）λ／４（ｎは自然数、λは波長）共振器長を有する共振器１２と、を有する第１のキャリブレーション構造を形成する第１の工程。第１のキャリブレーション構造における活性層５のフォトルミネッセンス測定から発光ピーク波長を求める第２の工程。活性層５の発光ピーク波長が所定の波長となるように、活性層５の形成条件を調整する第３の工程。第３の工程で得られた活性層５の形成条件に基づき、活性層を含む共振器と当該共振器の上下に設けられた多層膜反射鏡とを有する面発光レーザを形成する第４の工程。【選択図】図３
2010165723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、多層膜反射鏡と、当該多層膜反射鏡上に積層された、（２ｎ＋１）λ／４（ｎは自然数、λは波長）共振器長を有する共振器と、を有する第１のキャリブレーション構造を形成する第１の工程と、
前記第１のキャリブレーション構造における活性層のフォトルミネッセンス測定から発光ピーク波長を求める第２の工程と、
前記活性層の発光ピーク波長が所定の波長となるように、前記活性層の形成条件を調整する第３の工程と、
前記第３の工程で得られた前記活性層の形成条件に基づき、活性層を含む共振器と当該共振器の上下に設けられた多層膜反射鏡とを有する面発光レーザを形成する第４の工程と、
を有する面発光レーザの製造方法。
【請求項２】
前記第１の工程は、前記第４の工程で共振器の上部に多層膜反射鏡を形成する条件と同じ条件で前記第１のキャリブレーション構造を熱処理する工程を更に有する、請求項１に記載の面発光レーザの製造方法。
【請求項３】
前記第３の工程は、
基板上に活性層が形成された第２のキャリブレーション構造を形成し、
前記第２のキャリブレーション構造における活性層のフォトルミネッセンス測定から発光ピーク波長λａ０を求め、
前記第１のキャリブレーション構造における活性層のフォトルミネッセンス測定から求めた発光ピーク波長λａ２と所定の波長λａｉｍとの差であるΔλ（Δλ＝λａｉｍ−λａ２）分だけ波長の異なるλａ３（λａ３＝λａ０＋Δλ）になるように、第２のキャリブレーション構造の活性層の形成条件を調整する工程である、請求項１または２に記載の面発光レーザの製造方法。
【請求項４】
前記第１の工程は、ＧａＡｓ基板上に、ＡｌＧａＡｓとＧａＡｓとが交互に積層された多層膜反射鏡と、当該多層膜反射鏡上に積層された、ＡｌＧａＡｓ下部スペーサ層と、ＩｎＧａＡｓ量子井戸層とＧａＡｓ障壁層を有する活性層と、ＡｌＧａＡｓ上部スペーサ層と、を有する第１のキャリブレーション構造を形成する工程である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の面発光レーザの製造方法。
【請求項５】
前記第４の工程は、
基板上に下部多層膜反射鏡を形成し、当該下部多層膜反射鏡上に下部スペーサ層を形成し、当該下部スペーサ層上に前記第３の工程で得られた前記活性層の形成条件に基づき活性層を形成し、当該活性層上に上部スペーサ層を形成し、当該上部スペーサ層上に上部多層膜反射鏡を形成する工程である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の面発光レーザの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は面発光レーザの製造方法に関し、特に波長を精密に制御することが可能な面発光レーザの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光レーザ（垂直共振器面発光レーザ：ＶＣＳＥＬ）は、低コスト、低消費電力であるため、公衆ネットワークやファイバーチャネルといったデータ通信用の光源として広く用いられている。面発光レーザのデバイス特性を左右する重要な設計パラメータとして、面発光レーザの発振波長と活性層の利得ピーク波長との差がある。
【０００３】
面発光レーザの発振波長は、共振器とそれを挟む上下の多層膜反射鏡（ＤＢＲ）により決定される共振ピーク波長である。一方、活性層の利得ピーク波長は、活性層に電流もしくは光励起によりキャリアを注入した時の、正味の利得が最大になる波長である。
この共振ピーク波長と利得ピーク波長が一致していると、発振閾値が小さくなり良好な特性となる。しかし、環境温度が高くなるなどして利得ピーク波長が共振ピーク波長よりも長波長になると、発振閾値や光出力等の特性が急速に低下する。
【０００４】
そこで、予め利得ピーク波長を共振ピーク波長よりも短波長側に設定しておくと、環境温度が数十度上昇しても、利得ピーク波長と共振ピーク波長の差が縮まるように変化するので特性は低下しない。このように、共振ピーク波長と利得ピーク波長との差はデバイス特性を左右する重要な設計パラメータといえる。そして、この波長を制御するには、数ナノメートル（ｎｍ）といったデバイスの作製精度が要求され、これを精密に制御しないと素子の歩留まりが低下する。
【０００５】
共振ピーク波長は、面発光レーザのエピタキシャルウエハの光反射スペクトルを測定することで求めることができる。ＶＣＳＥＬ構造の光反射スペクトルでは、ストップバンド幅と呼ばれるＤＢＲの高反射率帯が測定される。そして、この高反射率帯のほぼ中心部には共振によるディップ（反射率が少し低下する部分）が測定され、そのディップの先端が共振ピーク波長となる。
【０００６】
一方、利得ピーク波長は、電流もしくは光励起により高密度のキャリアを活性層に生成させた時に、正味の利得が最大になる波長であるため、ＶＣＳＥＬウエハの状態で測定することは困難である。そこで、利得ピーク波長と強い相関関係のある、活性層のフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルのピーク波長を目安にすることが通常行われている。
従って、ＶＣＳＥＬウエハの仕様においても、共振ピーク波長と活性層のＰＬピーク波長を指定することが通常行われている。
【０００７】
ＶＣＳＥＬ構造中に作製された活性層のＰＬスペクトルをＤＢＲ層を通して測定すると、共振器構造の影響を受けてＰＬスペクトルのピーク波長は共振ピーク波長と同じになってしまう。即ち、共振器構造が有する共振波長と共振した波長のみがＤＢＲ層を通して出てくることになり、活性層本来のＰＬピーク波長は測定できない。
【０００８】
そこで、特許文献１では、活性層本来のＰＬピーク波長を測定するために、ＤＢＲ構造の無い活性層構造のみを形成し、当該構造のＰＬピークを測定している。そして、活性層のＰＬピーク波長が所定のＰＬピーク波長になるように成長条件を調整している。特許文献１では、この成長条件を用いてＶＣＳＥＬ構造中の活性層を積層することにより、ＶＣＳＥＬ構造中のＰＬピーク波長の制御が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２８９９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、背景技術による面発光レーザの製造方法には以下のような問題点がある。活性層の成長条件が同じであっても、ＶＣＳＥＬ構造中の活性層のＰＬピーク波長と、活性層構造のみのＰＬピーク波長が同じになる保証がない。実際、ＧａＡｓ基板上のＩｎＧａＡｓ活性層において、成長条件が同じであっても、ＶＣＳＥＬ構造中の活性層のＰＬピーク波長と、活性層構造のみの場合のＰＬピーク波長が３０ｎｍ程度も異なることがあることを発明者らは見出した。
【００１１】
活性層構造のみのウエハを数枚作製し、これらのＰＬピーク波長を調べたが再現性は極めて良好であった。よって、上記ＰＬピーク波長の違いは、装置の再現性の問題ではなく活性層がＤＢＲに挟まれたことによる構造上の問題であると推察される。
具体的には、ＶＣＳＥＬ構造では下部ＤＢＲ上に引き続き活性層を積層することになる。その際、下地ＤＢＲの影響による基板の反り、熱放射率変化等により、基板の表面温度が活性層構造のみの場合と違ってくる。特に、Ｉｎ組成など成長温度に敏感なものは下地の影響で大きく変化する。
【００１２】
また、上部ＤＢＲの成長中に熱アニール効果により量子井戸の界面がだれてＰＬピーク波長が短波長側にシフトすることがある。
このように、ＶＣＳＥＬ構造中の活性層のＰＬピーク波長と、活性層構造のみの場合のＰＬピーク波長は異なることがあり、ＶＣＳＥＬ構造中の活性層のＰＬピーク波長を精密に制御することが困難となる。
【００１３】
また、背景技術のところでも説明したように、ＶＣＳＥＬ構造中の活性層のＰＬピーク波長を基板表面からＤＢＲ層を通して測定しようとしても、共振器構造の影響を受けて、活性層本来のＰＬピーク波長を測定することができない。
そこで、ＶＣＳＥＬ構造ウエハを劈開して、層構造断面から直接活性層のＰＬ発光を測定する断面マイクロＰＬも原理的には可能である。しかし、活性層が直接空気にふれるため表面酸化がおこり、表面非発光再結合が大きい材料系などではＰＬ光が微弱となり、スペクトルを観測することは困難となる。
【００１４】
このように、ＶＣＳＥＬ構造中の活性層のＰＬピーク波長は、活性層構造のみの場合のＰＬピーク波長と同じとは限らない。また、実際のＶＣＳＥＬ構造中のＰＬピーク波長を測定することも困難であり、ウエハレベルでのチェックが出来ないといった課題がある。このため、実際にＶＣＳＥＬ構造を作製し素子の特性を測定しないと、活性層のＰＬピーク波長と共振ピーク波長の差を決めることができないため、素子の歩留まりが低下する。
【００１５】
よって、本発明の目的は、面発光レーザの活性層のＰＬピーク波長を精密に測定し、当該ＰＬピーク波長を精密に制御することが可能な面発光レーザの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明にかかる面発光レーザの製造方法は、基板上に、多層膜反射鏡と、当該多層膜反射鏡上に積層された、（２ｎ＋１）λ／４（ｎは自然数、λは波長）共振器長を有する共振器と、を有する第１のキャリブレーション構造を形成する第１の工程と、前記第１のキャリブレーション構造における活性層のフォトルミネッセンス測定から発光ピーク波長を求める第２の工程と、前記活性層の発光ピーク波長が所定の波長となるように、前記活性層の形成条件を調整する第３の工程と、前記第３の工程で得られた前記活性層の形成条件に基づき、活性層を含む共振器と当該共振器の上下に設けられた多層膜反射鏡とを有する面発光レーザを形成する第４の工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる面発光レーザの製造方法により、面発光レーザの活性層のＰＬピーク波長を精密に測定・制御することが可能な面発光レーザの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】面発光レーザの製造に用いる、キャリブレーション構造の断面図である。
【図２】３λ／４共振器（実線）とλ共振器（破線）の反射スペクトルである。
【図３】実施の形態にかかる面発光レーザの製造方法を説明するための図である。
【図４】実施例１にかかる面発光レーザの製造方法を説明するための図である。
【図５】実施例１にかかる３λ／４共振器を有するキャリブレーション構造のＰＬスペクトル（破線）と、λ共振器を有するＶＣＳＥＬ構造のＰＬスペクトルである。
【図６】実施例２にかかる面発光レーザの製造方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施形態にかかる面発光レーザの製造に用いるキャリブレーション構造（第１のキャリブレーション構造）の断面図である。基板１上に下部多層膜反射鏡（ＤＢＲ）１１を積層し、その上に（２ｎ＋１）λ／４共振器長の共振器１２が積層されている。下部ＤＢＲ１１は、λ／４層厚の低屈折率層２とλ／４層厚の高屈折率層３を１ペアとする交互多層膜となっており、その最上部は低屈折率層で構成されている。（２ｎ＋１）λ／４共振器１２は、活性層部５を挟む下部スペーサ層４と上部スペーサ層６を有し、その合計層厚は（２ｎ＋１）λ／４である。
【００２０】
このキャリブレーション構造でｎが１の場合（３λ／４共振器）の反射スペクトルを図２の実線に示す。図２において、反射率の高い領域（約１０１０ｎｍ〜１０９０ｎｍ）はストップバンドと呼ばれ、下部ＤＢＲの反射特性を反映したものである。この場合のキャリブレーション構造では、共振器長を３λ／４に設定しているために、このストップバンド内に共振によるディップは見られない。
【００２１】
一方、共振器長が通常のＶＣＳＥＬで用いられるようなλである場合は、図２の破線に示すように、ストップバンド内に共振によるディップ７が出現する。このディップ７は、下部ＤＢＲと共振器部との干渉により生じるものである。つまり、３λ／４共振器長のキャリブレーション構造でディップが見られないのは、３λ／４共振器長がこの干渉を起こさない特別な長さだからである。
【００２２】
例えば、共振器長がλよりも少し短い場合は、λ共振器のディップよりも短波長側に共振ディップが現れる。そして、完全にディップが消失する共振器長が３λ／４である。このように、下部ＤＢＲと共振器との干渉が生じない特別な共振器長は、ｎを自然数として（２ｎ＋１）λ／４のときに起こる。
【００２３】
反射スペクトルに下部ＤＢＲの干渉がないことは、活性層本来のＰＬピーク波長をウエハ表面から測定するのに必要不可欠である。これは、干渉があるとディップ波長での発光が強められ、活性層本来のＰＬピーク波長とは異なった波長でピークを持つからである。従って、（２ｎ＋１）λ／４共振器長の共振器を有するキャリブレーション構造を用いて表面側からＰＬ測定を行うと、下部ＤＢＲの干渉のない、活性層本来のＰＬピーク波長を測定することが可能となる。
【００２４】
また、このキャリブレーション構造の活性層は、本当のＶＣＳＥＬ構造と同じ構造をもつ下部ＤＢＲ上に積層されているため、上述したような下部ＤＢＲに起因したＰＬピーク波長のずれもモニターすることが可能となる。
さらに、必要により上部ＤＢＲを積層する時と同じ温度、時間で、キャリブレーション構造を熱アニールすることで、上部ＤＢＲを積層する時に生じる熱アニール効果によるＰＬピーク波長の短波長化も再現でき、そのＰＬ波長のシフト量を測定することができる。
また、ＶＣＳＥＬ構造では、上部ＤＢＲを実際に積層するためキャリブレーション構造よりも若干反りが大きくなるが、その反りの程度は飽和傾向にあるので、下部ＤＢＲ積層によりすでに反っているキャリブレーション構造でも十分に反りの影響が取り入れられる。
【００２５】
以上で説明したように、下部多層膜反射鏡と、その上に積層された活性層を含む（２ｎ＋１）λ／４（ｎは自然数）共振器長の共振器と、を有するキャリブレーション構造を用いることで、ＶＣＳＥＬ構造と同じ活性層本来の発光ピーク波長を測定することが可能となる。そして、これを用いて活性層の形成条件を調整し、当該活性層の形成条件を用いることで、活性層の発光ピーク波長を目的の波長に精密に合わせることができる。
【００２６】
次に、図３を用いて本実施形態にかかる面発光レーザの製造方法について説明する。本実施形態にかかる面発光レーザの製造方法は、以下の工程を有する。
【００２７】
まず第１の工程では、図１に示すように、基板１上に、多層膜反射鏡１１と、当該多層膜反射鏡１１上に積層された、（２ｎ＋１）λ／４（ｎは自然数、λは波長）共振器長を有する共振器１２と、を有するキャリブレーション構造を形成する。
基板１には例えばＧａＡｓを用いることができる。また、多層膜反射鏡１１には、例えば、ＳｉドープのＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ低屈折率層２と、ＳｉドープのＧａＡｓ高屈折率層３を用いることができる。
【００２８】
また、共振器１２は、例えば、ＡｌＧａＡｓスペーサ層４、Ｉｎ０．３Ｇａ０．７Ａｓ量子井戸層（ＱＷ）とＧａＡｓ（１０ｎｍ）障壁層から構成される３ＱＷ活性層５、ＡｌＧａＡｓスペーサ層６を用いることができる。また、成長方法には有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）や分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）等の成膜手段を用いることができる。また、必要によりキャリブレーション構造を形成した後に、上部ＤＢＲを積層する時と同じ温度、時間で、キャリブレーション構造を熱アニールしてもよい。
【００２９】
第２の工程では、キャリブレーション構造における活性層のフォトルミネッセンス測定から、発光ピーク波長（ＰＬピーク波長）を求める。活性層の利得ピーク波長は、このときの発光ピーク波長に基づきを求めることができる。つまり、活性層の利得ピーク波長を求める際に、当該発光ピーク波長を目安とすることができる。
【００３０】
第３の工程では、活性層５の発光ピーク波長が所定の波長となるように、活性層５の形成条件を調整する。つまり、活性層５の利得ピーク波長に対応する活性層５の発光ピーク波長が所定の波長となるための活性層５の形成条件を求める。
【００３１】
第４の工程では、第３の工程で得られた所定の波長となるための活性層５の形成条件を用いて、面発光レーザを形成する。つまり、面発光レーザを形成する際、基板上に下部多層膜反射鏡を形成し、この下部多層膜反射鏡上に活性層を含む共振器を形成し、この共振器上に上部多層膜反射鏡を形成する。第４の工程では、下部多層膜反射鏡上に活性層を含む共振器を形成する際に、第３の工程で得られた活性層の形成条件を用いる。
【００３２】
本実施形態にかかる面発光レーザの製造方法を用いることにより、実際のＶＣＳＥＬ構造における活性層のＰＬピーク波長を測定することができるので、面発光レーザの活性層のＰＬピーク波長を精密に制御することが可能となる。また、実際のＶＣＳＥＬの活性層が設計通りに作製できるため、ウエハに起因するＶＣＳＥＬの特性不良を低減することができ、歩留まりを向上することができる。
【実施例１】
【００３３】
図４を用いて本発明の実施例１にかかる面発光レーザの製造方法について説明する。ここでは、ＧａＡｓ基板上のＩｎＧａＡｓ量子井戸を活性層にもつＶＣＳＥＬを例にして説明する。成長方法は有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）を用いたが、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）等他の成長手段を用いても構わない。ＶＣＳＥＬの室温での設計発振波長λは１０５０ｎｍとし、活性層の目標ＰＬピーク波長λaimは約１０３０ｎｍとする。尚、本実施例のキャリブレーション構造（第１のキャリブレーション構造）も図１に示す構造と同様であるので、図１を用いて説明をする。
【００３４】
第１の工程では、３インチのＳｉドープＧａＡｓ基板１上に、Ｓｉドープのλ／（４ｎｌ）層厚のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ低屈折率層２と、Ｓｉドープのλ／（４ｎｈ）層厚のＧａＡｓ高屈折率層３を１ペアとして、３５．５ペア（０．５ペアは最上部の低屈折率層）からなる下部ＤＢＲ１１を積層した。
【００３５】
ここでｎｌ、ｎｈはそれぞれ低屈折率層と高屈折率層の屈折率である。各λ／４層の間には、電気抵抗を低減するための中間層があっても良い。下部ＤＢＲ１１の上には引き続き共振器長が３λ／４の共振器１２を積層した。
【００３６】
まず、約λ／２のＡｌＧａＡｓスペーサ層４を積層した後、Ｉｎ０．３Ｇａ０．７Ａｓ（５ｎｍ）量子井戸層（ＱＷ）とＧａＡｓ（１０ｎｍ）障壁層から構成される３ＱＷ活性層５を積層した。さらにその上に約λ／４のＡｌＧａＡｓスペーサ層６を積層し、３λ／４共振器１２を形成した。
【００３７】
これにより、ＤＢＲ１１と、３λ／４共振器長を有する共振器１２と、を有するキャリブレーション構造を形成することができる。
その後、成長室内で、実際のＶＣＳＥＬ構造で積層する上部ｐ−ＤＢＲと同じ成長温度、成長時間だけ、上記キャリブレーション構造体に対して熱アニールを施した。
【００３８】
第２の工程では、このキャリブレーション構造を成長したウエハに対して通常の室温フォトルミネッセンス（ＰＬ）測定を行い、そのＰＬスペクトルから発光ピーク波長（ＰＬピーク波長）を求める。本実施例の場合、ＰＬピーク波長は１０１７ｎｍであった。
一方、同じ成長条件で、活性層のみを成長した場合のＰＬピーク波長は１０３９ｎｍであった。よって、キャリブレーション構造では、２２ｎｍも短波長化していることがわかる。
【００３９】
第３の工程では、その結果をもとに、キャリブレーション構造を成長したウエハのＰＬピーク波長が約１０３０ｎｍになるように、活性層の成長条件の調整を行う。本実施例では、図５の破線に示すようにピーク波長が１０２８ｎｍとなるような活性層の成長条件を得た。
【００４０】
第４の工程では、第３の工程で得た成長条件を用いて、実際のＶＣＳＥＬ構造を成長した。実際のＶＣＳＥＬ構造は、共振器長がλで上部ＤＢＲがＣドープのλ／（４ｎｌ）層厚のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ低屈折率層と、Ｃドープのλ／（４ｎｈ）層厚のＧａＡｓ高屈折率層を１ペアとした２３ペアからなる構造である。
【００４１】
このＶＣＳＥＬ構造中のＰＬピーク波長を測定するため、断面マイクロＰＬにより活性層の室温ＰＬスペクトルを測定した。その結果を図５の実線に示す。ピーク波長は１０２７ｎｍであり、キャリブレーション成長したウエハとの差は１ｎｍと小さかった。このように、キャリブレーション構造ウエハを用いて成長条件を調整することで、ＶＣＳＥＬ活性層のＰＬピーク波長を精密に制御することが可能となり、良好な特性をもったＶＣＳＥＬ素子を歩留りよく作製することが可能となった。
【００４２】
本実施例では、面発光レーザの活性層としてＩｎＧａＡｓの例をあげたが、他の材料系を用いた異なる波長帯においても同様の効果が期待される。また、本実施例では量子井戸構造の量子井戸数を３としたが、発振に必要なゲインが得られるならこれに限定されない。また、本実施例では、ｎ型ＧａＡｓ基板上にＶＣＳＥＬを形成したが、ｐ型基板を用いて積層順を反対にしてもよい。
【実施例２】
【００４３】
図６を用いて本発明の実施例２にかかる面発光レーザの製造方法について説明する。ここでは、実施例１と同様、ＧａＡｓ基板上のＩｎＧａＡｓ量子井戸を活性層にもつＶＣＳＥＬを例にして説明する。成長方法は有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）を用いたが、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）等他の成長手段を用いても構わない。ＶＣＳＥＬの室温での設計発振波長λは１０５０ｎｍとし、活性層の目標ＰＬピーク波長λaimは約１０３０ｎｍとする。実施例１との違いは、第３の工程において活性層のみを有する構造体（第２のキャリブレーション構造）を形成し、活性層のみのＰＬピーク波長を求めて、当該ピーク値を用いて成長条件を調整する点である。以下、具体的に説明する。
【００４４】
第１の工程では、３インチのＳｉドープＧａＡｓ基板１上に、Ｓｉドープのλ／（４ｎｌ）層厚のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ低屈折率層２と、Ｓｉドープのλ／（４ｎｈ）層厚のＧａＡｓ高屈折率層３を１ペアとして、３５．５ペア（０．５ペアは最上部の低屈折率層）からなる下部ＤＢＲ１１を積層した。
【００４５】
ここでｎｌ、ｎｈはそれぞれ低屈折率層と高屈折率層の屈折率である。各λ／４層の間には、電気抵抗を低減するための中間層があっても良い。下部ＤＢＲ１１の上には引き続き共振器長が３λ／４の共振器１２を積層した。
【００４６】
まず、約λ／２のＡｌＧａＡｓスペーサ層４を積層した後、Ｉｎ０．３Ｇａ０．７Ａｓ（５ｎｍ）量子井戸層（ＱＷ）とＧａＡｓ（１０ｎｍ）障壁層から構成される３ＱＷ活性層５を積層した。さらにその上に約λ／４のＡｌＧａＡｓスペーサ層６を積層し、３λ／４共振器１２を形成した。
【００４７】
これにより、ＤＢＲ１１と、３λ／４共振器長を有する共振器１２と、を有する第１のキャリブレーション構造を形成することができる。
【００４８】
第２の工程では、この第１のキャリブレーション構造を成長したウエハに対して通常の室温フォトルミネッセンス（ＰＬ）測定を行い、そのＰＬスペクトルから発光ピーク波長（ＰＬピーク波長）を求めた。本実施例の場合、ＰＬピーク波長λａ２は１０１７ｎｍであった。ここで、目標とするピーク波長λａｉｍとの差Δλ＝λａｉｍ−λａ２＝１３ｎｍを求めておく。
【００４９】
第３の工程では、前記第１の工程の活性層の成長条件と同じ成長条件で積層した活性層のみを有する第２のキャリブレーション構造を形成し、当該活性層のみのＰＬピーク波長λａ０（本実施例では、１０３９ｎｍ）を測定する。そして、第１のキャリブレーション構造の発光ピーク波長λａ２と目標とするピーク波長λａｉｍとの差であるΔλ（Δλ＝λａｉｍ−λａ２）分だけ波長の異なるλａ３（λａ３＝λａ０＋Δλ）を、第２のキャリブレーション構造の活性層の目標波長に設定する。
【００５０】
つまり本実施例では、ＶＣＳＥＬ構造中の活性層の成長条件を調整するのに、活性層のみを有する第２のキャリブレーション構造を用いている。そして、第２のキャリブレーション構造においてＰＬピーク波長λａ３（λａ３＝λａ０＋Δλ＝１０５２ｎｍ）を目標値として設定し、当該値となるように第２のキャリブレーション構造の活性層の成長条件を調整している。
【００５１】
この方法で用いる第２のキャリブレーション構造は、第１のキャリブレーション構造とは異なり、活性層部のみで構成されているので、成長時間を大幅に短縮することができる。すなわち、図１を用いて説明すると、実施例１では活性層の形成条件を調整する第３の工程において、ＤＢＲ１１と共振器１２を形成して形成条件を求めていた。しかし、実施例２では、活性層５のみを形成することで活性層の形成条件を求めることができるので、より短時間に形成条件を求めることができる。
【００５２】
本実施例では、面発光レーザの活性層としてＩｎＧａＡｓの例をあげたが、他の材料系を用いた異なる波長帯においても同様の効果が期待される。また、本実施例では量子井戸構造の量子井戸数を３としたが、発振に必要なゲインが得られるならこれに限定されない。また、本実施例では、ｎ型ＧａＡｓ基板上にＶＣＳＥＬを形成したが、ｐ型基板を用いて積層順を反対にしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、面発光レーザが用いられる、公衆ネットワークやファイバーチャネルといったデータ通信分野、レーザビームプリンタ、光インターコネクト等の分野に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  基板
２  低屈折率層
３  高屈折率層
４  下部スペーサ層
５  活性層
６  上部スペーサ層
７  ディップ
１１  下部多層膜反射鏡（ＤＢＲ）
１２  （２ｎ＋１）λ／４共振器
【図１】
2010165723.tif 000003
【図２】
2010165723.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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